第5章线性调频脉冲信号(研)
(优选)线性调频脉冲信号.
LPF ADC I
XI(n)
LPF ADC Q
XQ(n)
fs 2B fs 1.25B,1.5B
中频采样（带通）：
fs 4 f0 /(2n 1) ，n满足 fs 2B
2、时域实现
X I n cos kn2 d n
XQ n sin kn2 d n
H I n coskn2
幅度
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8
-1 -1
LFM信 号 的 I路
-0.5
0
0.5
时 间 (s)
1 x 10-5
B/2
幅 度 (dB)
幅度
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8
-1 -1
0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90
e
2
4
( Kt)
y( , ) sin ( K )T T sin ( K )T
( K )
( K )T
x( , ) 2
sin ( K )T
2
y( , ) 2
( K )
y( , 0) T sin B B
y(0, ) T sinT T
三、匹配滤波器的实现
随机初相的影响， 采用IQ正交处理！ u(t) 1、采样频率及中频采样 视频采样（低通）：
-1
LFM信 号 的 Q路
-0.5
0
0.5
时 间 (s)
时 域 脉 压 后 的 波 形 (未 加 权 )
-0.5
0
0.5
时 间 (s)
1
-5
x 10
《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》范文
《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》篇一一、引言随着现代雷达技术的发展，微波光子雷达系统因具有高精度、高分辨率以及良好的抗干扰能力而备受关注。
在微波光子雷达系统中，线性调频（Linear Frequency Modulation，LFM）信号因其良好的距离分辨力和速度分辨力被广泛使用。
因此，对微波光子雷达中线性调频信号产生技术的研究显得尤为重要。
本文将探讨微波光子雷达中线性调频信号产生技术的研究现状及发展趋势。
二、线性调频信号基本原理线性调频信号是一种时域连续的信号，其频率随时间线性变化。
这种信号具有较高的距离分辨率和速度分辨率，被广泛应用于雷达、声纳等系统中。
在微波光子雷达系统中，线性调频信号的生成主要通过电子方式或光子方式实现。
电子方式主要依赖于射频技术，而光子方式则利用光子技术进行信号调制和传输。
三、微波光子雷达中线性调频信号产生技术微波光子雷达中线性调频信号的产生主要依赖于光子技术。
目前，常用的技术包括基于光纤技术的微波光子发生器、基于光子晶体调制器的线性调频信号生成器等。
这些技术具有高带宽、低噪声、高稳定性等优点，能够满足微波光子雷达对线性调频信号的要求。
（一）基于光纤技术的微波光子发生器基于光纤技术的微波光子发生器利用光纤的传输特性，通过调制激光器输出的光信号，实现线性调频信号的生成。
该技术具有高带宽、低损耗、抗干扰能力强等优点，在微波光子雷达系统中得到广泛应用。
（二）基于光子晶体调制器的线性调频信号生成器基于光子晶体调制器的线性调频信号生成器利用光子晶体调制器的非线性效应，通过调制激光器输出的光波的振幅、相位和频率等参数，实现线性调频信号的生成。
该技术具有高稳定性、低噪声等优点，可提高微波光子雷达系统的性能。
四、研究现状及发展趋势目前，国内外学者在微波光子雷达中线性调频信号产生技术方面取得了重要进展。
然而，仍存在一些挑战和问题需要解决。
例如，如何进一步提高线性调频信号的信噪比、如何实现高精度的时间同步等。
线性调频脉冲_chirp_信号扫频--------------------------GOOD3
文章编号 :1000 - 8829 (2003) 08 - 0011 - 03
线性调频脉冲 (chirp) 信号扫频
Frequency Sweep Using Linear Frequency Mo dulated Pulse s ( Chirp) Signal
(清华大学 电机系 ,北京 100084) 石 晶 , 侯国屏 , 赵 伟
∫ W ( t ,ω) = s ( t + τ/ 2) s 3 ( t - τ/ 2) e- jωτdτ ∫ = S (ω + θ/ 2) S 3 (ω - θ/ 2) e- jθt dθ
式中 , s 3 ( t) 是 s ( t) 的共轭 ; S 3 (ω) 是 S (ω) 的共轭 。 对于 chirp 信号 s ( t) = Aexp (jβt2 + jω0 t) ,魏格纳
式符合得较好 。
4 扫频方法的改进
当所扫描的频带较宽 ,频带上限 f h 为下限 f l 的数 倍甚至数十倍时 ,若仅仅根据 f h 来设置采样频率 ,那 么在采集信号的低频部分时 ,会出现采集的数据点过 多的情况 。这对于 FFT 运算来说是所不希望的 ,因为
线性调频脉冲 (chirp) 信号扫频
分布为
W ( t ,ω) = 2π A 2δ(ω - βt - ω0)
可见 , s ( t) 是一个单频率信号 ,任一时刻的瞬时功率都 完全集中在瞬时频率 2βt + ω0 这点上 。因此如果任意 抽取一个时间片段[ t1 , t2 ]的 s ( t) 变换到频域 , 那么相 应的频谱能量便集中在 [2βt1 + ω0 ,2βt2 + ω0 ] ,且在该 频带范围内频谱的幅度相等 。
(2) 激励和响应信号的采集 。
第5章线性调频脉冲信号(研)
Q1 ( n )
低通滤波器
Q (n )
2、时域处理
hI (n )
＋ － ＋ ＋
y I (n )
*
s(n )
s ( N 1)
*
Ts
s ( N 2)
*
Ts
s ( N 3)
…
s (1)
*
Ts
s (0 )
*
sI (n )
hQ ( n )
yQ (n )
sQ ( n )
hI (n ) hQ ( n )
结论：①三个辛格函数组成， ②幅度K定，时移B定， ③K决定加权函数、性能， ④B带宽。
LFM信 号 的 I路 1 0.8 0.6 0.4 0.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2
LFM信 号 的 Q路
幅度
0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1
幅度
-1 -0.5 0 时 间 (s) 0.5 1 x 10
2
y ( , 0 ) T
BT 10
sin B
B
y (0, ) T
sin T
T
10 8
6 4
2
0
2
4
6
8
10
三、匹配滤波器的实现
采用IQ正交相参处理消除随机初相的影响。
LPF u(t) LPF Q
ADC XQ(n) ADC XI(n)
I
1、采样频率及中频采样 视频采样（低通）：f s 1 . 25 B ,1 . 5 B 中频采样（带通）： f s 2 B ，n满足 f s 4 f 0 /( 2 n
We B Te T (W e
' '
线性调频脉冲压缩信号副瓣抑制方法的研究
）Ｒ （ ） ］ ｎ
ｌ
幅度 函数 为 ： ｗ（来自 ＿ ｗＲｗ ＋． ［ （一 ｗ ５ （ ）０ ３ＷＲｗ ４ ２
）ｗｎｗ ＋ （
） ］
主瓣 宽 度 为 ４ ２ ／＝ ＇Ｎ， 渡带 宽 Ｖ ＝ ． ２ ／ ｘ ￣Ｎ ８ｒ 过 ｒ ／ ｗ ３３ ｗＮ。 ｘ
丽 一 丽
图 １ 加 权 原 理 图
广泛应 用。 关 键 词 ：线 性 调 频
方 法
２ ５２ ） １６ ６
法 称 为 频 域 加 权 ：通 过 控 制 波 形 包 络 形 状 来 获 得 多普 勒 响应 形 状 的方 法 称 为 时 域 加 权 。 论 是 时 域 加权 还是 频域 加 权 ， 无 都 是 为 了 降低 在 另 外 一 个 域 的 副瓣 。 要 指 出 的 是 ： 权 处 理 实 需 加 质 上 是 一 种 失 配 处 理 ，他 是 以 主瓣 加 宽 和信 噪 比 降低 为代 价 的 。本 文 采 用 了时 域 加 权 。原 理 图 如 图４ 示 。下 表 为 特 定 条 所 件 下 的 主要 性 能 指 标 。 些 常 用 的加 权 函数 及 其 主 要 性 能 指 标 如 下表 所 示 。
２１ 第４ 试 周 ０年 ６ １ 期考 刊
线 性 调 频 脉 冲 压 缩 信 号 副 瓣 抑 制 方 法 的 研 究
季敏 立
（ 江苏 广 播 电视 大 学 张 家港 学 院 ， 苏 张 家 港 江 摘 要 ： 冲 压 缩 技 术在 现 在 雷达 系统 中 具 有 越 来 越 重 脉 要 的 应 用 ．而 抑 制 副瓣 是 脉 冲 压 缩技 术 中 的 一 个 重 要 课 题 。 本 文 研 究 了 线性 调 频 信 号脉 冲 压 缩 的 副 瓣 抑 制 问题 。由 于在 压 缩 过 程 中 ． 在 窄 脉 冲 两侧 不 可 避 免 地 产 生 以 辛 格 函数 为 会 包络 的 副 瓣 ． 瓣 的 存 在 会 大 大 降低 多 目标 分 辨 能 力 ， 采 副 故 用 了 副 瓣 抑 制 的 加 权 处 理 方 法 即 通 过 海 明加 权 ， 副 瓣 明 显 使 的得 到 抑 制 ． 善 了滤 波 器 的 性 能 ， 以 在 现 代 雷 达 中得 到 改 所
线性调频脉冲信号产生仿真与验证_v2
DF DF Def aultNumeric Start=0 Def aultNumeric Stop=30000 DefaultTimeStart=0 usec DefaultTimeStop=5 usec
三、系统指标参数： 仿真 LFM 信号系统： 基本 LFM 信号参数：脉宽=5usec LFM 中心频率=40MHz 扫频范围：-20MHz~20MHz
T7, mV
Simulated LFM waveform
600
400
200
0
-200
-400
-600
0
1
2
3
4
5
time, usec
在 DAC 后的滤波器输出处的仿真波形
T8, mV
Simulated LFM waveform
300
200
100
0
-100
-200
-300
0
1
2Байду номын сангаас
3
4
5
time, usec
BPF_ChebyshevTimed B1 PassRipple=1
SpectrumAnalyzer spec2GHz
滤波器的波纹对频响的影响，见下图： 红线---代表 波纹系数为 0.1dB 蓝线---代表 波纹系数为 1dB 粉线---代表 波纹系数为 3dB
dBm(setup3_3db..spec2GHz) dBm(setup3..spec2GHz)
号的实现方法，先将 LFM 信号系统仿真出来，然后按照此仿真结构作出实际电路，将实际 LFM 电路的输出信号测试出来，以验证仿真的正确性。
二、LFM 系统结构组成： 包括：线性调频基带 IQ 产生部分，数字上变频部分，模数转换部分，滤波部分。
采用函数发生器及模拟信号源产生线性调频脉冲信号方案
采用函数发生器及模拟信号源产生线性调频脉冲信号方案潘成胜 安捷伦见习应用工程师 王晋杰 安捷伦应用工程师一、 前言雷达在军事、航天、气象、通信、天文等领域都得到了广泛的应用。
典型的雷达系统主要由发射机，天线，接收机，数据处理，定时控制，显示等设备组成。
利用雷达可以获知目标的有无，目标斜距，目标角位置，目标相对速度等。
现代高分辨雷达扩展了原始雷达概念，使它具有对运动目标(飞机，导弹等)和区域目标(地面等)成像和识别的能力。
雷达的应用越来越广泛。
脉冲压缩雷达的一种常用形式是脉内线性调频（Linear Frequency Modulation ），它能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。
这种体制采用相对较宽脉冲发射以提高发射的平均功率，保证足够大的作用距离；而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲，以提高距离分辨率，较好的解决雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。
目前，产生线性调频信号常用的方法是采用矢量信号源，通过Pulse Buliding 或Matlab 等软件产生任意波形，下载到矢量源并播放的方式。
但在某些情况下，客户需要利用一些简单设备产生线性调频脉冲以满足测试需要。
所以本文基于安捷伦公司模拟信号发生器及函数发生器，介绍了一种简单线性调频脉冲的产生方案。
二、 生成方案生成原理：由于在脉冲内表现为频率的线性变化，可考虑用锯齿波对脉冲信号进行FM 调制，保证脉冲处于锯齿波的下降沿（或上升沿）范围内，这样在脉内频率才会呈现单调线性变化，所以保持脉冲周期和锯齿波的同步性是产生跳频信号的关键，其具体实现如图1所示：图1 跳频信号生成原理为了实现上述要求，用信号源产生的脉冲信号触发任意波形发生器，产生锯齿波信号从而对脉冲进行FM 调制。
文中根据客户要求用Agilent 33220A 产生锯齿波，MXG N5181A 产生脉冲，N9030A 89061VSA 来观察分析产生的跳频信号。
脉冲测试系统搭建如图2所示：图2 测试系统三、生成实例根据客户需要，产生跳频信号指标为：中心频率84MHz，脉宽16us，重复频率2KHz，跳频+/-5MHz。
线性调频信号的脉冲压缩处理性能研究
线性调频信号的脉冲压缩处理性能研究朱若菡，任腊梅，李增元(陕西黄河集团有限公司设计所，陕西西安 710043)摘要：线性调频信号以其优良的性能成为现代雷达中普遍使用的脉冲压缩波形，本文通过理论分析和仿真实验，对线性调频信号的脉冲压缩性能进行了研究，给 出了影响处理性能的关键因素。
关键词：线性调频信号；脉冲压缩；主副比；主瓣宽度1引言对于现代战争的雷达，如何从复杂的杂波和噪声背景中提取信号目标的信息成为现代雷 达研究的一个重要部分，雷达信号处理的关键在于设法提高回波信号的功率信噪比。
在普通 脉冲雷达中，雷达的时宽带宽积为一常量，不能兼顾距离分辨力和速度分辨力两项指标。
脉冲 压缩（PC )雷达体制，采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率保证足够大的作用距离，而在接 收时则采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲，以提高距离分辨力，因而能较好地解决作用距离和 分辨力之间的矛盾。
现代雷达通常可以采用发射大时宽带宽的信号进行脉冲压缩的方法来提 髙信噪比，脉冲压缩是对信号进行信噪比放大的重要手段。
线性调频脉冲信号具有近似矩形 的频谱特性、平方律的相频特性和可以选择的”时宽带宽乘积"，通过压缩可提供良好的距离分 辨力和径向速度分辨力，因而成为目前雷达信号采用的主要波形。
本文通过对线性调频信号 脉冲压缩处理过程的理论分析和仿真实验，研究其对系统的影响。
2线性调频信号的脉压原理2.1线性调频信号一个线性调频信号可表示为如下公式（1)所示：i .(f ) = A .咐(十).exp 丨j (2丌/〇Z + 亨■)公式⑴中：A 为信号幅度;"为调频斜率加[f ]为矩形函数:>12. 2 主副瓣比(1)(2)线性调频信号经过压缩滤波器后输出脉冲具有Sine 包络，有较大的时间旁瓣，其中第一 旁瓣高度为一 13. 6dB ，其他旁瓣按固定零点间隔高度有所衰减。
这样在多目标情况下，旁瓣会覆盖主瓣附近较小目标的回波信号，造成目标丢失或者不可检测。
线性调频信号
线性调频信号线性调频信号（Linear Frequency Modulation Signal，LFM）是一种常用的单相（single-tone）通信信号，它的特点是频率发生变化，又称为线性扫频信号。
一、线性调频信号的特点：1. 频率发生变化：线性调频信号的特点是频率发生线性的变化，这种变化可以是瞬时频率的单调递增或单调递减；2. 由连续脉冲组成：线性调频信号是由连续脉冲组成，这些脉冲对应着不同频率；3. 可以传输信息：线性调频信号是一种有效的信号，它可以用来传输数字信号、声音信号和图像信号；4. 易于分析：线性调频信号是一种易于分析的信号，可以用常规的数学方法进行分析；5. 无衍射数据：线性调频信号不受衍射数据的影响，可以传输远距离，传输范围宽。
二、线性调频信号的用途：1. 卫星通信：线性调频信号是卫星通信中比较常用的信号，因为它可以确保在传输过程中数据的可靠性；2. 无线电高空数传控制：线性调频信号还被广泛应用于无线电高空数传控制中，例如，气象站、导弹等的控制；3. 遥控、车载导航：线性调频信号也可以用于遥控、车载导航系统，它可以有效地传输远距离的数据；4. 超声波连接AGV：线性调频信号也可以用于AGV（自动导航车辆）中的超声波连接，用于AGV控制车辆的运动；5. 广播信号：线性调频信号也可以用于广播，例如，电视和无线电节目的广播；6. 脉冲编码技术：线性调频信号也可以用于脉冲编码技术，用于数字信号的传输。
三、线性调频信号的优缺点：1. 优点：（1）由连续脉冲组成，可以容易地传输信息；（2）发射信号的特性比较稳定，不受干扰；（3）传输范围宽，信号可以传输到较远的距离；（4）信号可以进行精确地分析，易于识别和恢复；（5）由于信号为线性，易于模拟和数字化。
2. 缺点：（1）发射信号的特性容易受到可塑性电磁子的影响；（2）受到对象的大小和环境温度的影响，信号的变化会很快；（3）无线电信号受到巨型入侵的干扰。
线性调频脉冲信号课件
特征检测基于信号的某些特征，如频率、 相位、调制方式等，通过提取这些特征来 识别目标信号。
信号解调技术
信号解调技术概述
信号解调技术是将已调制的信 号还原为原始调制信号的过程
。
相干解调
相干解调需要使用原始调制信 号的相位和频率信息，通过与 本地载波相乘和低通滤波实现 信号解调。
非相干解调
非相干解调不依赖于原始调制 信号的相位和频率信息，通常 通过包络检波或同步检波实现 信号解调。
切比雪夫滤波器
切比雪夫滤波器在通带和阻带都有一定的波动，适用于对特定频率范 围有较大波动要求的场合。
椭圆滤波器
椭圆滤波器在通带和阻带都有较陡的过渡带，适用于对信号进行精确 控制和处理的情况。
04
CATALOGUE
线性调频脉冲信号的应用实例
雷达探测应用
雷达距离分辨率
线性调频脉冲信号具有较高的距 离分辨率，能够精确测量目标距
THANKS
感谢观看
结果二
观察并分析线性调频脉冲信 号的调制特性和动态范围， 了解信号的传播特性和干扰 抑制能力。
结果三
根据实验数据和观察结果， 分析线性调频脉冲信号在实 际应用中的优势和局限性， 提出改进措施和建议。
结果四
总结实验过程和结果，撰写 实验报告，将实验数据和分 析结果进行整理和归纳，以 便后续研究和应用。
05
CATALOGUE
线性调频脉冲信号的发展趋势 与展望
新型产生方式的研究
固态激光器
01
利用固态激光器产生线性调频脉冲信号，具有高效率、高稳定
性、长寿命等优点。
光子晶体光纤
02
利用光子晶体光纤产生线性调频脉冲信号，可以实现超宽带、
高功率、高重复频率等特性。
《2024年微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》范文
《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》篇一一、引言微波光子雷达技术作为现代雷达探测领域的重要分支，以其高精度、高分辨率和抗干扰能力强等优势，在军事、民用等领域得到了广泛应用。
线性调频信号作为微波光子雷达中的重要信号源，其产生技术的研究对于提高雷达系统的性能具有重要意义。
本文将重点研究微波光子雷达中线性调频信号的产生技术，分析其原理、方法及优缺点，以期为相关领域的研究提供参考。
二、线性调频信号原理及特点线性调频信号是一种特殊的脉冲调制信号，其频率随时间呈线性变化。
这种信号具有较大的时宽带宽积，能够在雷达系统中实现高精度、高分辨率的探测。
线性调频信号的原理是通过改变信号的频率调制方式，使发射信号的频率在一定的时间内线性增加或减少，从而实现距离和速度的测量。
三、微波光子雷达中线性调频信号产生技术（一）传统方法传统产生线性调频信号的方法主要依赖于电子方式，如采用直接数字频率合成器（DDS）或模拟电路等。
然而，这些方法在产生大时宽带宽积的线性调频信号时，面临着带宽受限、功耗大等问题。
（二）微波光子技术方法微波光子技术为解决上述问题提供了新的思路。
微波光子雷达通过将微波信号转换为光信号进行处理，再将其转换回微波信号进行探测。
在产生线性调频信号方面，微波光子技术具有以下优势：1. 带宽大：利用光子技术可以轻松实现大带宽的信号传输和处理，从而提高雷达系统的探测精度和分辨率。
2. 抗干扰能力强：光子技术在传输过程中具有较低的电磁干扰和辐射，有利于提高雷达系统的抗干扰能力。
3. 功耗低：通过光子技术可以降低系统功耗，提高系统整体性能。
具体实现上，微波光子雷达中线性调频信号的产生主要通过调制器将电域的线性调频信号转换为光域的调制信号，然后利用光纤等传输介质将调制信号传输到接收端。
在接收端，通过解调器将光信号还原为电信号，从而得到所需的线性调频信号。
四、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的优缺点分析（一）优点1. 带宽大：微波光子技术可以轻松实现大带宽的信号传输和处理，从而提高雷达系统的探测精度和分辨率。
《2024年微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》范文
《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》篇一一、引言微波光子雷达作为一种高精度的探测设备，在军事、民用等领域具有广泛的应用前景。
其中，线性调频信号作为雷达系统中重要的信号源，其产生技术的研究对于提高雷达的探测性能具有重要意义。
本文将重点研究微波光子雷达中线性调频信号的产生技术，分析其原理、技术难点及解决方案，以期为相关领域的研究提供参考。
二、线性调频信号原理线性调频信号是一种特殊的脉冲信号，其频率随时间线性变化。
在微波光子雷达中，线性调频信号通过发射和接收两个过程实现目标探测。
发射过程中，雷达通过天线发射线性调频信号，当信号遇到目标时，目标反射的信号会携带目标信息返回雷达。
接收过程中，雷达通过处理反射回来的信号，提取出目标的位置、速度等信息。
因此，线性调频信号的产生产生质量和性能对于雷达探测性能至关重要。
三、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的挑战在微波光子雷达中，线性调频信号的产生技术面临诸多挑战。
首先，要求信号具有高精度、高稳定性和低噪声等特点，以满足雷达探测的需求。
其次，由于微波频率较高，传统的电子方法在产生线性调频信号时存在带宽限制和效率问题。
此外，还需要考虑信号的抗干扰能力和适应性等问题。
针对这些挑战，研究者们提出了一系列解决方案和优化措施。
四、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的关键方法为了克服传统电子方法的局限性，研究者们提出了基于微波光子技术的线性调频信号产生方法。
这种方法通过将微波信号与光子进行相互作用，实现了宽频带、高稳定性和低噪声的信号产生。
其中，关键的方法包括微波光子混合技术、光学频率梳技术以及光纤延时线技术等。
这些技术可以通过控制光子的传播特性和相互作用过程，实现对微波信号的精确调制和调控。
五、具体技术方法及其应用1. 微波光子混合技术：通过将微波信号与光子混合器进行混合，产生具有线性调频特性的微波信号。
这种方法具有带宽大、稳定性高等优点，适用于需要高精度和高稳定度信号的场合。
电子信息工程综合实验线性调频脉冲压缩
试验六 线性调频脉冲压缩一、 试验目旳1. 理解线性调频脉冲压缩旳工作原理。
2.、理解线性调频脉冲信号加权处理旳工作原理。
3.、掌握脉冲压缩信号旳“压缩比”和“主副瓣比”旳测量措施。
二、 试验仪器示波器、万用表。
三、 试验原理线性调频矩形脉冲信号旳复数体现式为:20012()22()()()j f t Kt j f t t s t e t eT ππμ+==其中为信号旳复包络:2)()()j Kt tt eT πμ=式中T 为脉冲宽度, 信号旳瞬时频率可写成:2001()(2)2df t f t Kt f Kt dtπππ=+=+瞬时频率与时间成线性关系, 因此称为线性调频信号。
K=B/T 其中称为调频斜率, B 为调频带宽, 即信号旳带宽。
线性调频信号旳脉冲压缩是通过匹配滤波器得到旳, 假如输入信号旳频率特性为：()()|()|j f U f U f e θ=那么匹配滤波器旳频率特性应满足下式:02()()|()|j ft j f m H f K X f e e πθ--=若令：K A 则可得：2()exp([2/42]0()d m H f j tff f πππ=---上式中压缩滤波器旳群延迟特性（频率—延时特性）为:000()()(),2d d f d f B f f df B f ft t τθ-==+-≤d t是与滤波器物理实既有关旳一种附加延时。
可得线性调频脉冲压缩滤波器旳输出信号为:0022()2()0()()()d d j ftj f t j f t d t t U f X f H f df df eπππ∞∞---∞-∞===⎰⎰实际状况下取实信号表达为:00()())d d U f f t t π=-当输入信号有旳多普勒频率时, 匹配滤波器旳输出体现式:2()2()]exp(/4)y t j k j t ππ=-加权处理:压低副瓣常用旳措施是对匹配滤波器旳权值进行窗函数加权。
线性调频信号源的实现技术研究
时序仿真结果
22
结果分析
23
1 2 3 设计合理
线性调频信号源的实现技术研究
用QUARTUS II仿真的结果与 用Matlab仿真的结果一致。 硬件的调试结果与QUARTUS II 的时序仿真结果也一致。 所以本设计用ROM查表法设计的基于FPGA 的线性调频信号源可以产生数字信号。
答辩人：张雷
线性调频信号源的实现技术研究 答辩人：张雷
14
6
线性调频信号(Liner Frequency Modulation，LFM）
线性调频(Chirp)信号是指频率随时间而线性改 变(增加或减少)的信号。 线性调频信号的主要应用：常 见的包括声纳、雷达、多普勒效应。 为了能够测量长距离又保留时 间的分辨率，雷达需要短时间的脉 冲波但 是又要持续的发射信号， 线性调频可以同时保留连续信号和 脉冲的特信，因此被应用在雷达和 声纳探测上。
20
系统时钟
PIN_28 Cyclone EP1C6Q240C8
的仪 SignalTap II Logic Analyzer
1)用系统时钟产生频率为48MHz的方波信号，将所产生的信号接 入到实验箱上FPGA芯片的PIN_28处。 2)用QUARTUS II 内嵌的SignalTap II Logic Analyzer 观察产生的 线性调频信号。 3)用ROM存储Matlab产生的线性调频信号相位数据，并用逻辑分 析仪观察结果，进行观察与分析。
分频器模块
将输入的时钟作为计数器的计数脉冲， 计数结果的第N位是2的N次幂分频。 将相应的位数取出就可得到所要分的 频数。本设计采用3位二进制分频器， 将外部时钟频率进行八分频。
端口名 描述 输入型，待分 频的时钟 输入型，使能 控制端，高电平 有效 输出型，分频 后的时钟
线性调频信号的脉冲压缩
14
线性调频信号
调频信号采样
– 过采样因子
– 1.11.4
2014/10/28
15
线性调频信号
频率和时间的不连续性
– DFT认为时域和频域序列都具有周期性和循环性，即假设每一序 列是首尾相接的。 – 实际信号通常是非周期的，时域有限长序列通过截断获得，因而 在截断处存在不连续性。 – 基带信号的频谱间隙位于DFT输出序列的中心，非基带信号的频 谱间隙可位于任意位置，需要进行计算或估计。
线性调频信号
2014/10/28
10
线性调频信号
线性调频信号的频谱
t S ( f ) rect( ) exp j Kt 2 exp j 2 ft dt T
– *难以直接推导，可利用驻定相位原理得到简单的近似表达式。
驻定相位原理
– 相位包含二次及更高次，包络缓变 – 基本原理：信号在相位驻留点领域附近是缓变的，而在其他时间 点上是捷变的，相位捷变处由于相位周期的正负部分相互抵消， 故其对积分的贡献几乎为零，对积分起主要作用的部分集中在相 位驻留点附近。
– 脉冲压缩的另一种解释：发射大TBP信号，经信号处理获得
TBP近似为1的sinc函数
2014/10/28 18
脉冲压缩
匹配滤波器
匹配滤波器是线性系统的最大信噪比滤波器 – 信号和噪声叠加在一起，匹配滤波使信号成分在某一瞬时出现峰 值，而噪声成分受到抑制，即使输出的信噪比最大。
– 设t=tm时输出信噪比最大，信噪比表示为
2014/10/28
38
匹配滤波器的实现
频域匹配滤波器的生成方式
1. 将时间反褶后的复制脉冲取共轭，计算补零DFT
H ( f ) [h(t )]
线性调频脉冲信号超视测距研究
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔｏ ｆ ｓｇ ｎ ｍ ｌｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｃ ｓ ｅ ｈａ ｉｍ Ｄａ Ａｃ ｅ ｓＭ ｃ ｎ ｓ ａ
ｉ ｍ ｂａ ｙ ｔ ｍ ｎ Ｃｏ ｔ ｓｅ Ｓ
ＬＩＹａ ｙ ｎ－ ａｎ， ＹＡＮ Ｘｕｅｆ ｎｇｃ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ， ｎｊ ｇＵ ｉｅｓ ｙｏ Ａ ｒｎｕ ｃ ｄＡｓ ｏ ａｔ ｓＮａｊ ｇ２ ０ １ ， ｉａ Ｓ ｈ ｏ ｍｐ ｔｒ ｉｎｅａ ｅｈ ｏｏ ｙＮａ ｉ ｎｖｒｉ ｆ ｅｏ ａｔ ｓａ ｔ ｎｕ ｃ， ｎ ｉ １０ ６ Ｃｈｎ ） ｏＣ Ｓ ｎ ｎ ｔ ｉ ｎ ｒ ｉ ｎ ［ ｓｒｃ］ Ｔ ｅｅ ｕｐ ｎｓ ｆｈ ｏ ａ ｓｓ ｍ ｅｄｍａｙｔｐｓｏ ａａ ａｄｔｅ ｒｄｔ ｎｌ ｇ ｔ ｏ ｐｉｇｄ ｍ ｃｓ ｒ ｏ ｆ ｉｎ ｔ ｎ ｕ ｈ Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｑ ｉｍｅ ｔｏ ｅｃ ｍｂｔ ｙｔ ｎ ｅ ｎ ｅ ｆ ｔ， ａ ｉｏａ ｈ ｕ ｌ ａ ａ ｅｓａｅ ｔｆ ｃ ｃ ｏ ｇ ． ｔ ｅ ｙ ｄ ｎ ｈ ｔ ｉ ｉ ｔ ｃ ｎ ｃ ｎ ｅｉ ｅ ｅ
ｌ 概 述
作 战系统是典型的复杂 巨系统 ，其子系统种类繁多、具 有层次结构性且 关联 关系复杂”。同时，由于 各子系统资源 Ｊ
异构且独 立存储 ，资源覆盖数据库 、大型文件、算法模 型等 ， 为作战方案的制定带来 了极大的 困难 。在现有各子系统 的基 础 上 ，采用什么样的策略和方法快速、高效地访 问那些分布
ｎ ｎｃ ｎ ｅｔｄｄ ｔａｃ ｓ ｃ ｅ ｅ ｙｕｉｇｓｂ ｃｉｅｐ ｂｉｈｓｈ ｍａ Ａｓｔ ｆ ｏ ｖｒｉｎｒｌｓｓ ｄ ｐｅ ｅｅａ Ｑ ｔｍｅ ｔｔ ｃ ｅｅ ｏ—ｏ ｎ ｅ ａａ ｃｅｓｓ ｈ ｖ ｂ ｓ ｓｒ ／ｕ ｌ ｃｅ ． ｎ ｅｓ ｅ ｏ ｔ ｔ ｇｎ ｒｔ Ｓ Ｌｓ ｅ ｎｓｏａｈ ｖ ｃ ｉａｉ ｄ ｎ ｕ ｂ ｓ ｅｏ ｃ ｏ ｕ ｉａ ｄ ｏ ｅ ａ ｔ ｉ
《2024年微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》范文
《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》篇一一、引言微波光子雷达是一种集成了微波技术和光子技术的先进探测设备，具有高精度、高速度、高抗干扰能力等优点，在军事、民用等领域具有广泛的应用前景。
线性调频信号作为微波光子雷达中的关键技术之一，其产生技术的研究对于提高雷达性能具有重要意义。
本文旨在研究微波光子雷达中线性调频信号的产生技术，为雷达系统的设计与优化提供理论支持。
二、线性调频信号基本原理线性调频信号是一种具有线性频率变化特性的信号，其频率随时间呈线性增加或减少。
在微波光子雷达中，线性调频信号通过发射和接收过程中的频率变化来提高雷达的探测精度和抗干扰能力。
线性调频信号的基本原理包括信号的数学模型、频谱特性和时域特性等。
三、微波光子雷达中线性调频信号产生技术（一）传统产生方法传统的线性调频信号产生方法主要基于电子学技术，如数字合成法和模拟调制法等。
这些方法虽然可以实现线性调频信号的产生，但存在频率范围有限、抗干扰能力较弱等缺点。
因此，需要研究新的产生技术来提高微波光子雷达的性能。
（二）基于微波光子技术的产生方法微波光子技术为线性调频信号的产生提供了新的途径。
基于微波光子技术的线性调频信号产生方法主要包括光子调制法、光子合成法等。
这些方法具有频率范围广、抗干扰能力强等优点，是微波光子雷达中线性调频信号产生的重要研究方向。
四、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的关键问题（一）频率稳定性问题频率稳定性是影响微波光子雷达性能的重要因素之一。
在产生线性调频信号时，需要保证信号的频率稳定性，以避免因频率漂移导致的探测误差。
解决频率稳定性问题的关键在于优化信号源和调制器的设计，采用高精度的频率控制技术和抗干扰技术等手段来提高频率稳定性。
（二）信号质量优化问题信号质量是影响雷达探测性能的另一个重要因素。
在产生线性调频信号时，需要优化信号的波形和时域特性，以提高信号的信噪比和抗干扰能力。
解决信号质量优化问题的关键在于研究新的调制技术和编码技术，以及优化信号处理算法等手段来提高信号质量。
雷达线性调频脉冲信号ppt
2014-3-22
t y0（t）=T sinc(π Bt)rect( 2T )。
17
雷达线性调频脉冲信号的数字脉压 处理
4 线性调频脉冲信号脉压的Matlab仿真 4.5 Matlab仿真输出结果
2000 1000 0 -1000 -2000 I 路 信 号
0
200
400
600 Q 路 信 号
800
nk X (k ) x(n)WN , k 0,1,...N 1 n 0 N -1
21
雷达线性调频脉冲信号的数字脉压 处理
5.2 FFT的FPGA实现
经推导可得基4的蝶形运算单元如图所示：
A
A ' A' =A+BW p +CW 2p +DW3p
B
C
B' B' =A-jBW p -CW 2p +jDW 3p
第 r级
蝶 形 运 算 单 元
双 口
RAM
双 口
RAM
双 口
RAM
旋转因子
旋转因子
旋转因子
FFT的级联结构
23
雷达线性调频脉冲信号的数字脉压 处理
5.3 级联结构FFT实现
a) b) c) d) e) f) 位倒序单元设计 存储单元结构 复乘单元的设计 地址产生单元 蝶形运算单元设计 块浮点单元设计
y0 （ t ） = h （ t ） * s r （ t ）
2014-3-22
9
雷达线性调频脉冲信号的数字脉压 处理
将sr（t）= rect（t/T）×exp（Jπ kt2），h（t）=sr（t0-t）带入 y0（t）= h（t）* sr（t）整理得：
线性调频脉冲(chirp)信号扫频
线性调频脉冲(chirp)信号扫频
石晶;侯国屏;赵伟
【期刊名称】《测控技术》
【年(卷),期】2003(022)008
【摘要】以线性调频脉冲信号作被研电网络的激励,采集激励和响应信号由微机进行分析计算,可实现对频响函数的测量.改将频带分段,分别设置激励和采样率后实施测量,在占用计算机资源和CPU时间一定的情况下可明显改善电网络频响函数的测量质量.
【总页数】3页(P11-13)
【作者】石晶;侯国屏;赵伟
【作者单位】清华大学,电机系,北京,100084;清华大学,电机系,北京,100084;清华大学,电机系,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】TN722
【相关文献】
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3.线性调频、非线性调频及相位编码信号脉冲压缩处理研究 [J], 胡双雄;王文军
4.基于扫频滤波器线性调频信号的滤波算法 [J], 黄文玲;杨鹏
5.用半周期性线性调频脉冲序列减弱脉冲信号的自相关旁瓣 [J], 陈伟;任鹏
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优点：解决矛盾，增强了抗干扰能力，增强了发现目标能力 缺点：最小作用距离增加，产生/处理复杂易失真，出现旁
瓣，存在距离和速度测量模糊
5.1 线性调频脉冲信号（LFM）的产生
LFM信号实数表示为：
x(t)
rect[ t T
] c os (2f 0 t
k t 2
)
LFM信号复数表示为：
s(t) u(t)e2f0t u(t) e jkt2 e j2f0t
LFM信号复包络为：
u(t) e jkt2 ,uI (t) cos( kt2),uQ (t) sin( kt2)
幅度 幅度
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8
-1 -1
LFM信 号 的 I路
-0.5
0
0.5
时 间 (s)
1
-5
x 10
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8
-1 -1
LFM信 号 的 Q路
-0.5
0
0.5
时 间 (s)
瞬时频率：
fi
1
2
d dt
(2f
0t
kt2 )
f0
kt
1
-5
x 10
LFM产生方法:
1、无源法：窄脉冲冲击法、平衡调制法、
sin ( K )T
2
y( , ) 2
( K )
y( , 0) T sin B
BT 10
B
y(0, ) T sinT T
10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10
三、匹配滤波器的实现
采用IQ正交相参处理消除随机初相的影响。
LPF ADC I
XI(n)
u(t)
LPF
ADC
XQ(n)
2、斜刀刃上目标无法分辨
B
A
C
CA
T
T
B
3、存在距离旁瓣
VA VB
VC VA VB
MSR=-13.2dB 旁瓣的坏处：
VC 0
C A B
➢ 掩盖小目标（广义分辨）
BT 10
➢ 出现虚假目标，
减小了系统动态范围
10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10
B归一化为1
BT 50
5.6 线性调频脉冲信号的处理
输入信号的复包络为 ：
(t )
rect
t T
e
j 2 (t 1 Kt2 ) 2
近似匹配滤波器输出为：
y t,
sin (
Kt )T
j 2 ( 1 Kt 2 ) j
e
2
4
( Kt)
y( , ) sin ( K )T T sin ( K )T
( K )
( K )T
x( , ) 2
1.0 0.2
B
0
5.5 线性调频脉冲信号的性能
一、优点
1、距离分辨力提高We，速度分辨力相同Te K 0
压缩比10:1
T
T
2、精度
3 ( B) 2E
N0
' (BT ) 6
'
3 (T ) 2E
N0
不压缩
'
T (2B) 2E
N0
3、B和T独立选取 4、多普勒不敏感
二、缺点
1、组合值
( ,0) T
T
B
10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10
B归一化为1
BT 50
20 15 10 5 0 5 10 15 20
压缩比： D 2T T BT 21 1 BB
距离旁瓣：来因、影响
2、 0 (0, ) T sin(T ) T
3、 1 0
0.4 B
Q
1、采样频率及中频采样
视频采样（低通）：fs 1.25B,1.5B
uI t cos kt2 dt uQ t sin kt2 dt
中频采样（带通）：
fs 2B ，n满足 fs 4 f0 /(2n 1)
I1(n)
低通滤波器
I (n)
s (t )
A/D
s(n)
采样 （fs）
2、有源法： ①波门选通法
高速
D/A
EPROM
②I&Q正交调制法
EPLD
③DDS法
控制信号
高速
D/A
EPROM
控制信号
DDS核
中频LFM信号
高速高稳定度时钟
中频输出
LPF I／Q 调制器
LPF
中频本振
5.2 线性调频脉冲信号的频谱
LFM信号复包络为：u(t) rect[ t ]e jkt2 T
频谱：
2 (T )2
3
( 2' (T )2 )
3
2BT
3
( 0)
5.4 线性调频脉冲信号的模糊函数
一、模糊函数
sin[ ( k )(T )]
( , )
(T )
( k )(T )
T
K 0
,
T
T
T
T
剪切角： tg k B
BT 10
T
二、切割
1、 0
sin[B (1 )]
A
A( A,A )
A
A1 A
A( A , A )
A
A1
A1
A
k
A
A1 k A A
K 0
0
1
2E [1 ( )2 ]
N0
0
1
2E [1 ( )2 ]
N0
0
A2
( A,A )
K 0
0 A
A1
0
A1
A
( A,A)
A
A1
解决方法：正负斜率、只测距/大斜率（K）、V型调频。
5 线性调频脉冲信号
一、现代雷达对波形的要求
➢ 测距精度和距离分辨力要求大带宽B，以保证大的 0、We ➢ 测速精度和速度分辨力要求大时宽T，以保证大的 、Te ➢ 为了提高作用距离，必须具有大时宽T
二、如何获得大时宽带宽信号
时/频域对信号进行相位或幅度调制（即增加均方根带/时 宽），线性相位不行，只能移动时间或频率，只用平方、 立方等相位才行。
u( f ) rect[ t ]e e dt jkt2 j2ft
T
1
rect[
f
j
]e k
f
2 j 4
kB
u( f ) 1 rect[ f ] kB
2
4
5.3 线性调频脉冲信号的波形参量
We B
(We '
3 2
1 T
3 2
B)
Te T
(Te' T )
2 0
ห้องสมุดไป่ตู้
(B) 2
3
(
2 0
'
2B) T
cos( 2f1nt ) sin(2f1nt)
Q1 (n)
低通滤波器
Q(n)
2、时域处理
sI (n) sQ (n)
hI (n) hQ (n) hI (n)
＋ －＋
＋
hQ (n)
yI (n)
yQ (n)
s(n )
s*(N 1)
Ts
s*(N 2)
X I n cos kn2 d n
XQ n sin kn2 d n Xi
一、近似匹配滤波器的实现
BT 30 时:
f
1 K
rect
f B
e
j
f 2 j 1 K4
匹配滤波器的频率特性:
H ( f ) ( f )e j2 ft0
1 K
rect
f B
e
j
f2 K
j 4
j 2
ft0
1 K
rect
f B
e
j
f2 K
td
1
2
d df
K
f
2
f K
二、近似匹配滤波器的输出